67. Компартментализация клеточного метаболизма

Принцип компартментализации клеток эукариот постулирует, что биохимические процессы в клетке локализованы в определённых отсеках, покрытых оболочкой из биослоя липидов. Большинство органоидов в эукариотической клетке являются компартментами — митохондрии, хлоропласты, пероксисомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум, ядро клетки и аппарат Гольджи.

Мембраны обусловливают компартментализацию клетки, отделяя тем самым друг от друга различные процессы метаболизма. Отдельные ферменты могут быть растворимыми, но, заключенные внутри органеллы, они функционируют фактически независимо от цитоплазмы. Другие ферменты могут быть прикреплены к мембране или составлять ее часть. В этом случае их активный центр обращен в один из отсеков, ограниченных мембраной. Физическое разделение метаболических процессов обеспечивается полупроницаемостью липопротеидных мембран - свойством, которое предотвращает свободное движение не только макромолекул, но также и заряженных водорастворимых промежуточных продуктов метаболизма.

Метаболические системы, однако, не полностью изолированы друг от друга. В мембранах, разделяющих клетку на отдельные отсеки, имеются специальные механизмы, обеспечивающие избирательное поступление субстратов, выделение продуктов, а также движение кофакторов и соединений, обладающих регуляторным действием. Следовательно, скорости отдельных метаболических процессов, протекающих внутри отсеков, частично регулируются транспортными системами, расположенными в разделяющих мембранах.

68. Включения клетки

Помимо мембранных и немембранных органелл в клетках могут быть клеточные включения, представляющие собой непостоянные образования, то возникающие, то исчезающие в процессе жизнедеятельности клетки. Основное место локализации включений - цитоплазма, но иногда они встречаются и в ядре.

По характеру все включения - это продукты клеточного метаболизма. Они накапливаются главным образом в форме гранул, капель и кристаллов. Химический состав включений очень разнообразен.

69. Морфология, локализация и функция ядра клетки

В соматических клетках оно выполняет 2 ключевые функции:

1. сохраняет наследственный материал для передачи дочерним клеткам (образующимся при делении исходной);

2. обеспечивает использование информации ДНК в самой клетке - в том объёме, в каком это необходимо данной клетке при данных условиях.

Ключевая функция ядра (использование информации ДНК для обеспечения клеточной жизнедеятельности) реализуется за счёт того, что в нём проходят

- транскрипция определённых участков ДНК (синтез пре-мРНК),

- созревание мРНК,

- синтез и созревание тРНК и рРНК.

Кроме того, в ядре формируются субъединицы рибосом (из рРНК и поступающих из цитоплазмы рибосомальных белков).

Перед делением клетки (кроме второго деления мейоза) в ядре происходит репликация (удвоение) ДНК, причём в дочерних молекулах ДНК одна из цепей является старой, а вторая - новой (синтезированной на первой по принципу комплементарности).

ДНК каждой клетки содержит следующую информацию:

- о первичной структуре (последовательности аминокислот) всех белков всех клеток организма (исключение - некоторые белки митохондрий, кодируемые митохондриальной ДНК),

- о первичной структуре (последовательности нуклеотидов) примерно 60 видов транспортных РНК и 5 видов рибосомных РНК,

- о программе использования данной информации в разных клетках в разные моменты онтогенеза.